Question

我在这里有Razer Hydra SDK，我希望将我从硬件中获得的旋转矩阵转换为俯仰，偏航和滚动。

文档说明：

rot_mat - A 3x3 matrix describing the rotation of the controller.

我的代码目前是：

roll = atan2(rot_mat[2][0], rot_mat[2][1]);
pitch = acos(rot_mat[2][2]);
yaw = -atan2(rot_mat[0][2], rot_mat[1][2]);

然而，这似乎给我错误的结果。

有人会知道我怎么能轻易地翻译这个，以及我做错了什么？

Answer 1

您可以像this一样计算俯仰，俯仰和偏航。基于此：

#include <array>
#include <limits>

typedef std::array<float, 3> float3;
typedef std::array<float3, 3> float3x3;

const float PI = 3.14159265358979323846264f;

bool closeEnough(const float& a, const float& b, const float& epsilon = std::numeric_limits<float>::epsilon()) {
    return (epsilon > std::abs(a - b));
}

float3 eulerAngles(const float3x3& R) {

    //check for gimbal lock
    if (closeEnough(R[0][2], -1.0f)) {
        float x = 0; //gimbal lock, value of x doesn't matter
        float y = PI / 2;
        float z = x + atan2(R[1][0], R[2][0]);
        return { x, y, z };
    } else if (closeEnough(R[0][2], 1.0f)) {
        float x = 0;
        float y = -PI / 2;
        float z = -x + atan2(-R[1][0], -R[2][0]);
        return { x, y, z };
    } else { //two solutions exist
        float x1 = -asin(R[0][2]);
        float x2 = PI - x1;

        float y1 = atan2(R[1][2] / cos(x1), R[2][2] / cos(x1));
        float y2 = atan2(R[1][2] / cos(x2), R[2][2] / cos(x2));

        float z1 = atan2(R[0][1] / cos(x1), R[0][0] / cos(x1));
        float z2 = atan2(R[0][1] / cos(x2), R[0][0] / cos(x2));

        //choose one solution to return
        //for example the "shortest" rotation
        if ((std::abs(x1) + std::abs(y1) + std::abs(z1)) <= (std::abs(x2) + std::abs(y2) + std::abs(z2))) {
            return { x1, y1, z1 };
        } else {
            return { x2, y2, z2 };
        }
    }
}

如果你仍然得到错误的角度，你可能使用行主矩阵而不是列主要，反之亦然 - 在这种情况下，你需要将所有R[i][j]个实例翻转到{ {1}}。

取决于所使用的坐标系（左手，右手）x，y，z可能不对应于相同的轴，但是一旦开始得到正确的数字，找出哪个轴应该是容易的：）< / p>

或者，要从四元数转换为像shown here这样的欧拉角：

R[j][i]

Answer 2

这是一个公式，请记住，精度越高，旋转矩阵中的变量越多越重要：

roll = atan2(rot_mat[2][1], rot_mat[2][2]);
pitch = asin(rot_mat[2][0]);
yaw = -atan2(rot_mat[1][0], rot_mat[0][0]);

http://nghiaho.com/?page_id=846

这也用于点云库，函数：pcl :: getEulerAngles

将3x3矩阵转换为Euler / Tait Bryan角度（俯仰偏航滚动）

2 个答案: